Відновлення родючості ріллі

Фермерське господарство «Широкоступ», що в Кагарлицькому районі на Київщині, добре відоме багатьом в Україні. Його керівник, кандидат сільськогосподарських наук Олександр Широкоступ, успішно працює на землі та дружить із наукою вже не один десяток років.

Нетрадиційну для керівника аграрного господарства тему інтерв’ю запропонував сам Олександр. Як правило, власників господарств найбільше турбують економічні показники виробничої діяльності. А пан Олександр розпочав розмову на тему, що сьогодні є актуальною для всіх регіонів країни: проблема активізації ерозійних процесів орних земель і реальні можливості протистояти таким небажаним факторам на рівні конкретного господарства.

Олександре, чому ви вважаєте, що процеси ерозії орних земель в останні десятиліття стали активніші на орних землях?

— Говорити про ерозію орних земель можна розлого, оскільки сама ерозія буває різною: водною, вітровою, хімічною і т. д. — і кожен її тип вартий широкого висвітлення, або ж — загалом, у комплексі, поєднавши їх воєдино. Ерозія відбувається постійно і в природному середовищі, проте там вона наскільки повільна, що наявна рослинність і ґрунтотворні процеси її майже повністю компенсують.

Інша справа — орні землі. Дика рослинність знищена людиною. Посіви культурних рослин розвиваються відповідно до своїх біологічних особливостей. На час повного розвитку вони здатні захищати поверхню ґрунту від ерозійних процесів. Проте навесні, навіть після появи сходів, культурні рослини ще дуже слабкі й не здатні забезпечити такий захист. Сильний вітер або інтенсивний дощ, особливо якщо поле має певний схил, можуть активно руйнувати орний шар ґрунту. Шквальні вітри часто видувають частки ґрунту, а разом із ними, буває, і самі посіви.

Інтенсивний дощ формує стрімкі потоки води, що розмивають орний шар, зносять дрібнозем у балки та ставки. Такі процеси руйнації відбуваються кожного року і як результат — родючий шар ґрунту на схилах стоншується, вміст гумусу зменшується. Такі поля не лише втрачають запаси органогенних сполук, а й здатність накопичувати та утримувати вологу опадів. Наслідок цього — реальне зниження на таких площах рівня врожайності посівів практично всіх культур.

На жаль, ерозійні процеси сьогодні стали масовим явищем. Причин тут цілий комплекс. Насамперед перехід аграрних господарств на ринкову систему відносин. Тепер кожен сам собі господар і старається отримати максимальні прибутки від кожного гектара землі, яка є в його розпорядженні. Тому й береться вирощувати передусім ринково привабливі посіви: соняшник, ріпак, сою, кукурудзу, буряки цукрові. Заради них відмовляються від сівозмін, від кормових культур і від усього, що приносить користь землі, але… дає менший обсяг грошової виручки господареві.

У більшості моїх колег-сусідів фактично немає сьогодні тваринництва. Невигідно. Зрозуміти їхню логіку нескладно. Кожен крутиться в господарстві як може і вміє. Масове вирощування ринково привабливих посівів широкорядних культур посилює процеси ерозії, особливо коли поля розміщені на схилах. Це сьогодні вже гостра проблема!

Передовсім, для того щоб зменшити або й повністю зупинити поверхневий стік води опадів поверхнею еродованих полів, на них застосовуємо систему оптимізації щільності орного шару ґрунту шляхом чизелювання впоперек схилу на глибину до 40 см.

Переважна більшість площ нашого господарства має вирівняну поверхню. Проте і в нас є частина орних земель на схилах. Тому саме на них ми зосередили свою увагу, для того щоб по-справжньому відновити рівень їхньої родючості. Як відомо, це можливо здійснити лише після припинення активних ерозійних процесів. Тому маємо вирішувати проблему комплексно.

Як і з чого Ви розпочали діяльність із відновлення рівня родючості еродованих полів у себе в господарстві?

— Як і в будь-якій справі, спочатку виникла розумна думка… Потім її детально продумали і знайшли відповідний шлях вирішення. Оскільки ми давно маємо досить тісні контакти з представниками вітчизняної аграрної науки, то звернулись до них за консультаціями. Нас підтримали й запропонували відповідний науковий супровід для розробки системи конкретних заходів протидії процесам ерозії і відновлення рівня родючості еродованих полів.

Ще одним важливим партнером у такому проєкті є компанія «Сингента », яка теж мала свою екологічну програму збереження довкілля для впровадження на практиці. Доцільно було об’єднати зусилля всіх учасників і розробити один комплексний проєкт. Зрештою, це й було зроблено. Як базову платформу для впровадження проєкту було обрано наше фермерське господарство, що має поля з активними процесами водної ерозії.

Так 2015 року було розпочато втілення спільного екологічного проєкту за міжнародною програмою The Good Growth Plan (GGP), у якому беруть участь компанія «Сингента » та вітчизняна мережа наукових центрів НААН. Сам проєкт є комплексним і включає не лише питання протистояння ерозійним процесам та відновлення рівня родючості еродованих орних земель, а й збереження та відновлення видового різноманіття довкілля.

Наша нинішня розмова стосуватиметься саме питання ерозії і дефіциту доступної для посівів вологи, тож давайте докладніше поговоримо саме про це….

— Оскільки еродованих площ орних земель у нас є лише 362 га, то зупинились саме на такому обсязі екологічного проєкту. Наші еродовані площі мають різний кут нахилу поверхні і, відповідно, різний рівень прояву водної ерозії. У процесі проєктування заходів протидії активним ерозійним процесам такі особливості старались враховувати. Проте були впроваджені й загальні правила, які стали обов’язковими для вирощування посівів усіх культур, які ми висівали й надалі вирощуватимемо на таких специфічних площах.

Передовсім, для того щоб зменшити або й повністю зупинити поверхневий стік води опадів поверхнею еродованих полів, на них застосовуємо систему оптимізації щільності орного шару ґрунту шляхом чизелювання впоперек схилу на глибину до 40 см. Таку роботу проводимо на еродованих площах через рік. Так само через рік (на наступний рік після чизелювання) виконуємо щілювання полів — теж упоперек схилу.

Такими агроприйомами ми не лише істотно покращуємо здатність води, що надходить з опадами, проникати в глибину орного шару, а й зменшуємо можливість потоку, що рухається поверхнею, набрати великої швидкості. Адже що повільніше вода рухається поверхнею поля, то менший ефект розмивання й то краще вода надходить у орний шар. Відстань між паралельними щілинами у ґрунті мала, тож вода легко надходить через такі щілини вглиб.

Воду мають затримувати й самі посіви культурних рослин. Як відомо, краплини дощу мають середній діаметр близько 2 мм, які падають із швидкістю до 32 км/год. Тобто кожна така краплина дощової води має певний запас кінетичної енергії, який нескладно вирахувати. Про можливості механічного впливу на поверхню ґрунту краплин дощу кожен агроном має свій власний досвід, тож говорити про це тут немає потреби.

Від системи механічних ударів краплин води об поверхню поля відбувається руйнування структурних часток ґрунту і їхнє розпилення. Саме мулисті частки забивають дрібні пори орного шару й ускладнюють надходження води в ґрунт. Тому опади інтенсивного дощу набагато краще надходять у орний шар на полі з розвиненими рослинами, адже їхні листки виконують роль своєрідного амортизатора й «гасять» кінетичну енергію водяних краплин, що падають, порівняно з паровим полем, де немає рослинності.

Проте зменшення швидкості поверхневого стоку води — це лише частина справи. Воду ще потрібно утримати в орному шарі та створити там її запаси. На еродованих площах досягти цього досить непросто. Насамперед через те, що такі поля в результаті тривалого періоду їхньої попередньої ерозії мають мало гумусу. Певні обсяги води, звичайно, здатна утримувати сама материнська порода. На наших полях материнська порода — лесоподібні суглинки. Значних обсягів води вони самі утримувати не здатні. До того ж такі ґрунти, з малими запасами органічного вуглецю (а саме він зосереджений у компонентах гумусу), схильні до самоущільнення.

Тобто з часом їхня рівноважна щільність досягає від 1,26 до 1,34 г/см³ і більше. Такі показники рівноважної щільності орного шару здебільшого перевищують оптимальні параметри, прийнятні для успішної вегетації посівів культурних рослин, особливо кукурудзи, сої та ріпаку. Рослини пшениці озимої більш толерантні до підвищеної щільності орного шару ґрунту.

Тому ґрунти доводиться періодично розпушувати для зниження показників їхньої щільності. Відомий і інший шлях оптимізації показників рівноважної щільності орного шару ґрунту — шляхом збільшення вмісту в ньому гумусу. Такі зміни забезпечують тривалий позитивний ефект, проте забезпечити їх не так просто.

Результати досліджень вітчизняних науковців доводять, що збільшення вмісту органічного вуглецю на 0,1% у орному шарі знижує рівноважну щільність ґрунту на 0,01 г/см³ і сприяє підвищенню рівня врожайності майже на 1,5 ц/га (зернові культури).

На еродованих полях, крім припинення активних ерозійних процесів, ще необхідно активізувати процеси ґрунтоутворення для відновлення рівня їхньої родючості. Що ви робите в цьому напрямі?

— Для цього потрібно посилити діяльність мікрофлори в орному шарі ґрунту. Тут нема потреби винаходити велосипед — застосовуємо добре відомі всім прийоми. Найоптимальніший і цілком доступний спосіб такої активізації — регулярне надходження в орний шар органічних добрив. Ми в господарстві маємо розвинене тваринництво, зокрема велику рогату худобу, і тому для власних полів виробляємо й готуємо для щорічного внесення як гній, так і органічні компости.

На еродовані площі полів органічні добрива вносимо через рік (у роки, коли виконуємо оранку). На площі після чизелювання ґрунту, наступної весни, під першу культивацію застосовуємо рідкі органічні добрива (сечівку та гноївку). Такий прийом теж має кілька корисних моментів: на фермах накопичується рідка фракція гною і сечі, і якщо її не спрямувати в потрібне «русло», то вони просочуються в ґрунт і ґрунтові води та забруднюють їх. Натомість їх можна використати з користю й для господарства, й для довкілля. До того ж ці добрива фактично дуже дешеві — маємо затрати лише на їхнє відповідне підготування для транспортування та внесення.

Такі органічні добрива містять, передусім, різні форми азотних сполук і є корисними для рослин, вирощуваних на полі. Рідка фракція органічних добрив дуже багата сапрофітною мікрофлорою, яка посилює ґрунтотворні процеси в орному шарі ґрунту після внесення в теплу пору року.

Нам доводиться враховувати одночасно можливість отримати врожай із посівів, який щороку вирощуємо на еродованих площах, і забезпечити позитивний баланс органогенних речовин, насамперед гумусу, в орному шарі ґрунту. Тобто надходження на еродовані поля органогенних сполук має істотно перевищувати процеси їхньої природної мінералізації та винесення таких речовин культурними рослинами з отриманим урожаєм. Без такого позитивного балансу досягнути ефекту підвищення рівня родючості еродованих полів просто неможливо. Тобто процес відновлення родючості орних земель потребує уваги й відповідних матеріальних витрат та затрат робочого часу. Проте ці витрати — це не викинуті на вітер кошти, а повернення боргів нашій землі та капіталовкладення в майбутні врожаї.

Ви поставили перед собою завдання: зупинити активні ерозійні процеси й відновити рівень родючості полів, які розміщені на схилах, до показників тих полів, що мають вирівняний рельєф. Об’єктивним показником рівня їхньої відновленої родючості є вміст гумусу в орному шарі ґрунту. Чи вдалося вам досягти мети?

— За попередні роки, від початку проведення протиерозійних заходів і відновлення рівня родючості ґрунтів, що розміщені на схилах, агрохімічні аналізи (а ми їх проводимо один раз що два роки) фіксують поступове підвищення не лише вмісту органогенних сполук, а й гумусу. Всі агрономи добре знають про роль гумусу в ґрунті. Повторювати нема сенсу. Бажано було б зупинитись лише на одній його властивості, яка наразі є дуже важливою і яку часто ігнорують або просто не помічають.

Коли для вегетації посівів є всі умови, то навіть наявні певні недоліки в роботі аграріїв майже непомітні. Проте за екстремальних умов вегетації недоліки нашої роботи стають наочними безпосередньо для кожного з нас. В останні десятиліття значно дошкульнішою стає проблема дефіциту вологи, яка конче необхідна для успішної вегетації всіх посівів, особливо ринково привабливих: соняшнику, сої, кукурудзи, буряків цукрових. Усі вони мають тривалий вегетаційний період і потребують достатнього забезпечення вологою в другій половині літа. Проте саме липень і серпень, за багаторічними метеоданими, традиційно найменш забезпечені опадами. ?

На яких ґрунтах рослини в процесі вегетації найменше відчувають дефіцит доступної вологи?

— Запитання риторичне, оскільки всі знають на нього відповідь. Так, це мають бути багаті ґрунти. А що робити на полях, які розміщені на схилах і піддаються активним ерозійним процесам? Саме там посіви будь-якої культури найшвидше й особливо гостро відчуватимуть дефіцит вологи.

Закономірне запитання — чому? Адже дощ на сусідні поля фактично забезпечував майже однакове зрошення. Кількість опадів могла бути навіть значною як для одного, навіть облогового, дощу (40–60 мм). Це фактично місячна норма для зони Лісостепу. Проте на еродованих землях навіть за умови, що волога надійшла в орний шар (а не збігла з посіву вниз схилом), ґрунт її ще повинен утримати. Звичайно, частина її знову буде втрачена через випаровування, частина проникне в глибокі шари (це за умови, що опадів було багато). Але ж для аграріїв важливо, щоб вода залишилась у ґрунті в тій зоні, де її можуть засвоїти корені рослин… І знову все зводиться до властивостей гумусу. Як відомо, на еродованих площах вміст гумусу завжди менший, порівняно з полями, що мають вирівняну поверхню.

Якщо запаси мінерального живлення в орному шарі ґрунту для посівів ми можемо створити внесенням мінеральних добрив (хоча, звісно, така процедура добре «кусається» високими цінами), то вплинути на обсяги доступної вологи в ґрунті еродованих полів набагато складніше. Такий вплив можливо здійснювати опосередковано — зміною вмісту гумусу в орному шарі еродованих площ. Загальний механізм такого процесу добре відомий, проте він має свою специфіку.

Гумінові кислоти здатні взаємодіяти з водою, що надходить у ґрунт, і утворювати колоїди. Такі колоїдні розчини добре фіксуються між частками ґрунту й залишаються в орному шарі. Легко зв’язана волога доступна для коренів рослин і разом з тим не переміщується в глибокі шари та мало випаровується, на відміну від капілярної вологи.

Воду у формі колоїдів з гуміновими кислотами називають імбібіційною. Гумус здатний у формі колоїдів фіксувати в орному шарі у 5–7 разів більше води, порівняно з масою його самого. Отже, якщо в орному шарі буде більше гумусу, то більші будуть і запаси імбібіційної вологи після випадання опадів.

Для ілюстрації пропоную простий розрахунок. На полі площею в 1 м² наявний орний шар (0–30 см) ґрунту, що має вагу в середньому 300 кг. Скільки в такому ґрунті гумусу? Це вже залежатиме від рівня еродованості поля. Для прикладу візьмемо 2%, що в перерахунку на 1 м² площі поля становитиме близько 6 кг.

Які обсяги колоїдної (імбібіційної) води можуть бути зафіксовані в орному шарі навіть після великих і тривалих дощів? Розрахунки доводять, що це може становити від 30 до 42 л/м². Порівняємо з полем, що не має активних ерозійних процесів і де вміст гумусу досягає 4%. Відповідно, вміст гумусу на 1 м² площі поля становитиме 12 кг, а обсяги імбібіційної вологи — від 60 до 84 л/м², або 60–84 мм.

Навіть за тривалої відсутності надалі дощів умови вегетації посівів культурних рослин на еродованих ґрунтах і тих, що не зазнали ерозійного впливу, будуть різні. Першими відчувають дефіцит доступної вологи рослини, що вегетують на полях із меншими запасами гумусу й, відповідно, колоїдної води.

Тому питання припинення активних ерозійних процесів і відновлення високого рівня родючості — це не просто, як кажуть, данина моді. Такі роботи стають все більш необхідними, тому що вони дають змогу посівам менше залежати від примх погоди й підвищують ефективність капіталовкладень у технологію вирощування.

Врешті-решт екологічний проєкт у ФГ «Широкоступ» завершиться. А що далі?..

— Перед тим, як розпочати втілення екологічного проєкту GGP, ми оцінювали відповідні додаткові витрати для господарства та майбутні результати. Здається, ми не пропонуємо нічого такого, що агрономи не знали до нього. Усім відома небезпека активних процесів руйнування орного шару як водною, так і вітровою ерозією. Кожного року аграрії недобирають значні обсяги продукції на еродованих площах. Проте активного протистояння процесам руйнування орних земель фактично нема! Особливістю нашого проєкту є те, що практично повний обсяг робіт ми виконуємо власними силами із застосуванням наявної в господарстві техніки. Тобто всі робити мають бути раціональні і разом з тим необхідні саме для господарства.

Наступним етапом такої роботи, коли ми вийдемо на заплановані рівні показників родючості відновлених площ, розміщених на схилах, буде постійний особливий режим їхнього виробничого використання. Адже небезпека активізації процесів водної ерозії на таких полях буде завжди. Тому протиерозійні заходи доведеться продовжувати. Можливо, в менших обсягах і не так інтенсивно. Важливим завжди буде й дотримання балансу поживних речовин і вмісту гумусу на таких полях. Проте підтримувати баланс значно простіше, порівняно із зусиллями відновлення необхідного рівня родючості.

У процесі реалізації навіть такого скромного за обсягами екологічного проєкту (а він ще триває) ми по-іншому почали ставитися до давно відомих кожному аграрієві речей. Насамперед — це наше ставлення до орних земель, на яких працюємо. Земля реально вимагає до себе належної уваги й нашого доброго та дбайливого до неї ставлення!

Заслуговують на увагу й питання підготовки та збільшення обсягів заготівлі органічних добрив. Це ж добрива зі свого власного господарства! І ми здатні самостійно їх готувати й раціонально застосовувати. Потреба в таких добривах настільки велика, що навіть наявне в господарстві тваринництво не здатне забезпечити для полів необхідні обсяги внесення. Тому, крім підготовленого гною, доцільно займатись ще й приготуванням органічних компостів, які можуть виготовляти фактично всі аграрні господарства — навіть ті, в яких немає тваринницького напряму. Отримати технології виготовлення органічних компостів не складно, було б бажання.

Досвід роботи на землі та роки реалізації екологічного проєкту GGP однозначно доводять, що підвищити показники стабільності аграрного виробництва й досягти високого рівня врожайності посівів практично всіх сільськогосподарських культур у наш час можливо, лише якщо ми зможемо забезпечити максимальну оптимізацію умов вегетації посівів на полях. Для цього нам потрібні знання, виробничий досвід, розуміння проблем і завдань, багаті та родючі орні землі, мир і злагода в країні. І звісно, насамперед — бажання досягти успіху й робити до цього реальні кроки!

Спілкувався О. Іващенко, академік НААН

Журнал «Пропозиція», №1, 2021 р.